Nature子刊：完全阻止出血的自密封止血針

【引言】

注射器針頭穿刺生物組織后出血在很大程度上是不可避免的現象，雖然不方便，但是對健康的人幾乎沒有傷害。但是在某些情況下，注射穿刺之后會帶來更重大的副作用，如血友病患者不可控制地出血，凝血障礙，血液傳染病的傳播。到目前為止，很多研究集中于發展替代的注射方法如顯微針補丁或者直接口腔或鼻腔給藥，但是注射器注射能提供很多疾病的直接治療并且在注射麻醉藥、血糖、激素、免疫劑等方面是不容易被其他技術取代的。所以，亟需開發一種具有止血功能的注射針。

【成果簡介】

最近韓國毒理學研究所、韓國科學技術聯合大學的Sun-Woong Kang和韓國先進科學學院、InnoTherapy 公司研發中心的Haeshin Lee開發了一種止血劑注射針，這種針表面部分交聯鄰苯二酚功能化的殼聚糖涂層，通過原位固體-膠體的轉變實現自密封穿刺傷口。作者將止血劑注射針在老鼠隱靜脈和兔耳靜脈注射后發現能夠很好地阻止出血，并且在血友病老鼠頸靜脈穿刺注射之后老鼠的存活率達到100%。該成果有望應用于普通醫療處理中，尤其是血友病患者醫療處理中。

【圖文導讀】

圖1 鄰苯二酚共軛殼聚糖涂層針的物理化學表征

(a)涂覆鄰苯二酚-殼聚糖涂層的針頭的SEM成像。

(b)通過SEM成像發現整個針的表面形貌幾乎沒有改變。白色虛線框架顯示針頭上涂覆鄰苯二酚-殼聚糖涂層的區域。針頭上的化學成分通過EDS分析: 碳元素（綠色），氮元素（黃色），氧元素（藍色），鉻元素（紅色），鐵元素（粉色）。

(c)SEM成像顯示鄰苯二酚-殼聚糖涂層的形貌（第一張成像圖，30G; 第二張，26G；第三張，23G; 第四張, 18G）。

(d)涂層的厚度與針的直徑關系圖。（18G相當于直徑1.27毫米，23G (0.64毫米)，26G（0.46毫米，30G （0.31毫米））。

(e)涂層的長度與針的直徑關系圖。

(f)涂層與針頭表面的接觸角的成像圖（頂部圖的接觸角為84°，底部圖的接觸角為26°）。

圖2 止血功能的自密封針的兩個體內模型圖

（a）老鼠隱靜脈中涂層針的止血效果成像圖。裸露的針（頂部圖），沒有在4℃預孵育三天的0%氧化的涂層針（中間圖），預孵育的5%氧化的涂層針（底部圖）。第三張圖顯示在穿刺部位涂層含有異硫氰酸四甲基羅丹明-牛血清白蛋白。

（b）圖a中的老鼠隱靜脈出血量的定量分析圖。

（c）兔耳邊緣靜脈注射生理鹽水后的涂層針的止血效果成像圖。裸露針（頂部圖），5%氧化的涂層針（底部圖）。

（d）圖c中兔耳靜脈出血量的定量分析圖。

（e）使用5%氧化涂層針后的兔耳靜脈組織成像圖。紅色箭頭表示血管中穿刺位置的殘留涂層。

（f）凝血酶原時間（紅色柱狀圖）和活化部分凝血活酶時間（藍色柱狀圖）實驗圖。為了確定使用5%氧化涂層針后的兔全血樣本的凝固時間。橫向的亮紅色/藍色的長框代表血液凝固時間的正常范圍。

（g）全血細胞計數分析圖。分析移除5%氧化涂層針（紅色）和裸露針（黑色）后的白細胞數目水平。

圖3 涂層的氧化程度分析

（a）涂層溶液的紫外吸收光譜圖。全氧化（黑色），4℃孵育3天的部分氧化（紅色），未孵育的無氧化（藍色）。

（b）涂層溶液的紅外光譜圖。4℃孵育3天（紅色），未孵育（藍色）。

（c）涂層溶液的氫核磁共振譜圖。孵育（紅色），未孵育（藍色）。

（d）涂層溶液的光電子能譜的高分辨氮譜圖。孵育的5%氧化（紅色），未孵育得無氧化（藍色）。

（e）氧化涂層的去卷積氮譜圖。酰胺/胺基基團約399.8ev（藍色虛點線），質子化胺約402,2ev（黑色虛點線），亞胺約401.7ev（綠色實線）。

（f）涂層的流變分析圖。涂層膜暴露在PBS溶液后（黑色），暴露在血漿后（紅色）。

（g）未氧化涂層的流變分析圖。涂層膜暴露在PBS溶液后（黑色）。

圖4 自密封止血針在血友病模型中的臨床優勢圖

（a）血友病老鼠頸靜脈注射后的止血圖。裸露的針（頂部圖），止血針（底部圖）。

（b）血友病老鼠頸靜脈注射后的出血量的時間圖。裸露的針（黑色），止血針（紅色）。

（c）SD老鼠肌肉注射后的止血評估圖。裸露的針（左邊），止血針（右邊）。

文獻鏈接：Complete prevention of blood loss with self-sealing haemostatic needles（Nat. Mater.，2016，DOI: 10.1038/nmat4758）

本文由材料人生物材料小組鄧宏華供稿，材料牛編輯整理。

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